Transient dark energy, cosmological constant boundary crossing and dark energy $w(z)$ data fits
阐述了将声速模型化为状态方程参数函数的暗能量的形式化。介绍了一个能详细研究宇宙学常数边界穿越的具体模型,并给出了模型动力学的解析解。它表明如何在特定的参数制度暗能量可以是一个瞬态现象。它进一步展示了如何重现的暗能量$w(z)$的观测数据最近适合的模型的具体功能。
2018-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sterile neutrino fits to dark matter mass profiles in the Milky Way and in galaxy clusters
在最近的几篇论文中,SN 1987 A数据支持4.0 eV和21.4 eV活性中微子质量本征态的存在,并且表明这样大的质量可以与现有的约束相一致,包括中微子振荡数据和中微子味态质量的上限,条件是还存在一对质量几乎与活跃中微子简并的不育中微子质量态,加上第三个活跃-不育的双重态,即快子($m^2 <0$)。在这里,提出了独立的证据与先前声称的质量适合的暗物质分布在银河系和四个星系团的基础上,不育中微子的存在。拟合结果与观测结果非常吻合。此外,具有建议质量的不育中微子解决了“尖点”问题和丢失卫星问题,以及结构形成的“自上而下”场景-以前HDM粒子的主要缺点。尽管如此,这一说法的高度争议性,以及暗物质需要两个自由参数,在被认为是证明之前,还需要额外的证实证据。
2015-12-08 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter directional detection in non-relativistic effective theories
我们将暗物质定向探测的形式推广到任意的单体暗物质-核子相互作用。新的理论框架推广了目前所使用的理论框架,该框架仅基于两种类型的暗物质-核子相互作用。它包括14个暗物质-核子相互作用算符,8个同位素相关的核响应函数,以及暗物质速度分布前2阶矩的Radon变换。利用最近通过数值原子核结构计算得到的核响应函数,计算了由CF $_4$、CS $_2$和$^{3}$ He构成的暗物质定向探测器对14个暗物质-核子相互作用的反冲能谱.我们突出了新的功能,提出的理论框架,并提出了我们的球形暗物质晕和流的暗物质粒子的结果。该研究为暗物质定向探测实验的模型无关分析奠定了基础。
2015-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for direct detection of dark matter in an effective theory approach
我们执行的第一个全面的分析的前景直接检测暗物质与未来的吨级探测器在一般的11维有效理论的isoscope暗物质-核子相互作用介导的重自旋1或自旋0粒子。该理论除了包含常见的自旋无关和自旋相关算符外,还包含了8个动量和速度相关的暗物质-核子相互作用算符。从一个杂色样本的27个基准点中选择的参数空间的理论,我们模拟独立的合成数据集吨级锗和氙探测器。从合成的数据,然后提取的边缘后验概率密度函数和轮廓似然模型参数。相关的贝叶斯可信区域和频率置信区间使我们能够评估在27个基准点直接探测暗物质的前景。首先,我们分析数据假设正确的暗物质核子相互作用类型的知识,因为它是常见的自旋无关和自旋相关的相互作用。然后,我们分析了模拟提取的暗物质-核子相互作用类型的数据直接,在标准的分析。第二种方法需要对暗物质-核子有效理论的全部11维参数空间进行广泛的探索。有趣的是,我们确定了5个方案,其中暗物质质量和暗物质-核子相互作用类型可以同时从数据中重建。我们强调直接从数据中提取暗物质核子相互作用类型的重要性,讨论了解决这个复杂的11维问题的主要挑战。
2015-07-17 astro-ph.CO hep-ph
DAMA confronts null searches in the effective theory of dark matter-nucleon interactions
我们研究的暗物质的调制信号的DAMA实验报告的角度显示伽利略不变性的有效场论的解释。我们认为最一般的有效耦合导致的弹性散射的暗物质粒子自旋0或1/2的核子,我们分析的兼容性DAMA信号与零的结果从其他直接检测实验,以及与非观测的高能中微子通量在太阳的方向从暗物质湮灭。为此,我们开发了一种新的半解析方法,用于比较非相对论有效理论的高维参数空间中的实验结果。假设标准晕模型,我们发现一个强大的张力之间的暗物质的DAMA调制信号的解释和零结果的实验。我们还列出了可能的方法,这一结论。
2016-05-19 astro-ph.CO hep-ph
Partial-Wave Analysis of Nucleon-Nucleon Elastic Scattering Data
与现有核子-核子数据库的能量相关和单能量拟合已经更新,以纳入最近的测量结果。拟合覆盖了从阈值到3 GeV的区域,在实验室动能中,质子-质子散射,中子-质子散射的上限为1.3 GeV。在COSY-WASA和COSY-ANKE设施进行的实验对分波解产生了重大影响。结果进行了讨论的分波和直接重建振幅。
2016-09-06 hep-ex hep-ph nucl-ex
Halo-independent comparison of direct detection experiments in the effective theory of dark matter-nucleon interactions
对暗物质直接探测实验的理论解释受到影响,因为控制暗物质-核子相互作用的微观物理学以及太阳系内暗物质密度和速度分布的不确定性。这些不确定性是特别相关的,当面对检测声称从其他实验的零结果,因为表面上相互矛盾的实验结果可能会调和时,放松的相互作用和/或速度分布的形式的假设。在本文中,我们提出了一个独立的方法来计算事件的最大数量的直接检测实验给定一组空搜索结果,允许第一次的散射介导的各种相互作用的任意组合(具体来说,我们认为高达64)。我们说明了这种方法来检查的兼容性的暗物质解释的三个事件的硅探测器在CDMS-II实验与零结果从XENON 1 T和PICO-60。
2018-01-25 astro-ph.CO hep-ph
Majorana Dark Matter Cross Sections with Nucleons at High Energies
非相对论性暗物质与核子的散射受到直接探测实验的限制。利用XENON对暗物质与核子散射的自旋无关和自旋相关截面的约束,对假设的Majorana费米子暗物质粒子与希格斯玻色子和Z玻色子的耦合进行了约束.在这个过程中,我们说明了变化的暗物质核子截面,因为一个去从非相对论,相干散射相对论,非相干散射。虽然Z不可见衰变宽度排除了暗物质与普通物质的直接耦合,但通过将光Z'门户引入暗区,即使在加速器实验约束下,也可以保留相对较大的暗物质核子截面质量约为10 GeV的暗物质
2012-10-17 hep-ph
From quarks to nucleons in dark matter direct detection
我们提供了描述暗物质与夸克和胶子相互作用的有效场论与非相对论性暗物质与非相对论性核子相互作用的有效场论的非微扰匹配表达式。给出了手征计数中的首序和次序表达式。一般来说,在手征计数中,一个单一的部分子算子已经匹配到几个非相对论性算子的首阶。因此,在非相对论有效理论中,一次只保留一个算子不能正确地描述直接探测中的散射。此外,轴-轴部分子能级算符的匹配,以及耦合DM到QCD反常项的算符的匹配,都天真地包含了动量抑制项。然而,这些仍然是领先的手征秩序,由于π极点,可以是数值上的重要。我们用几个例子说明了这些影响的影响。
2017-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Interacting ultralight dark matter and dark energy and fits to cosmological data in a field theory approach
本文提出包含两个自旋为零的场及相互作用项的拉格朗日模型来描述暗物质与暗能量,利用多个宇宙学数据集约束参数,发现该模型能缓解哈勃张力并解决 $S_8$ 张力。
2024-09-26 astro-ph.CO hep-ph
CMB bounds on dark matter annihilation: Nucleon energy-losses after recombination
本文研究了在红移100<z<~2000处由暗物质湮灭产生的质子和反质子的传播和能量损失。在暗物质湮灭为夸克、胶子和弱规范玻色子的情况下,质子和反质子携带了注入e^ \pm和γ的能量的20%左右,但是当从改变的复合历史推导宇宙微波背景边界时,它们的相互作用通常被忽略。在这里,我们遵循数值的能量损失的历史,典型的质子/反质子在宇宙介质。我们发现,大约一半的能量被引导到光子和e^ \pm,我们提出了一个简单的处方,以估计相应的加强宇宙微波背景边界上的暗物质湮灭截面。
2013-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Global limits and interference patterns in dark matter direct detection
我们比较了整体暗物质核子相互作用的一般有效理论,目前的直接检测实验在全球多维统计分析。我们推导出排除限制的28 isoscope和isovector耦合常数的理论,并表明,目前的数据放置有趣的限制暗物质-核子相互作用运营商通常被忽略在这种情况下。我们的干扰模式,可以出现在暗物质直接检测从对暗物质-核子相互作用运营商,或从isoscope和isovector组件相同的运营商。我们发现,通常被忽视的相消干涉效应会将标准直接检测排除极限的耦合常数削弱高达一个数量级。
2015-04-24 astro-ph.CO hep-ph
Gravitationally Induced Dark Matter Asymmetry and Dark Nucleon Decay
“引力重子生成”的情况下,扩展到产生重子和暗物质的不对称性,在物质占主导地位的时代对应的后暴胀再加热。一个最小的扩展需要暗物质的单态费米子X和单态标量S。对于两个或更多的隐藏扇形费米子,这种情况可能导致核子衰变为暗物质,寿命为10^{34-36}年,这与当前或未来的实验有关。如果暗物质费米子耦合到一个亚GeV的矢量玻色子,通过混合与标准模型弱相互作用,可以获得正确的多组分遗迹密度。在这种情况下,典型的暴胀尺度是10^{16} GeV,这表明张量模扰动可能在观测范围内。
2013-09-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Fits to the Fermi-LAT GeV excess with RH sneutrino dark matter: implications for direct and indirect dark matter searches and the LHC
我们表明,右手(RH)sneutrino在NMSSM可以解释所观察到的过剩的费米-LAT光谱的伽马射线从银河系中心,同时满足所有目前的实验约束从大型强子对撞机以及从直接和间接的暗物质搜索。我们探索了这种情况下的参数空间,计算了每个唯象可行解的伽马射线谱,然后对多余的部分进行了卡方拟合。与以往的研究模型独立的解释的基础上,我们已经考虑到了完整的湮没谱,而不假设纯湮没通道。此外,我们还纳入了直接探测实验的限制,大型强子对撞机的界限,也从费米-LAT矮球状星系(dSphs)和伽马射线谱线的约束。此外,我们还估计了最新Fermi-LAT再处理数据的影响(第8遍)。在一般情况下,我们获得良好的拟合GCE时,RH sneutrino湮灭主要成成对的轻单态类标量或赝标量希格斯玻色子玻色子,随后在飞行中衰变,产生四体最终状态和光谱特征,提高了拟合的好大的能量。最佳拟合值(chi ^2 =20.8)对应于一个质量为64 GeV的RH超中微子,它优先湮灭为一对轻的类单态赝标希格斯玻色子玻色子(质量约为60 GeV)。此外,我们还分析了其他渠道,也提供了很好的适合过剩。最后,我们讨论了直接和间接检测搜索的影响,特别注意在不久的将来费米-LAT分析中可能出现的伽马射线光谱特征,以及在大型强子对撞机的SM-希格斯属性的偏差。值得注意的是,许多适合GCE的场景也可以通过这些其他补充技术进行探测。
2015-07-31 astro-ph.CO hep-ph
Conservative constraints on the effective theory of dark matter-nucleon interactions from IceCube: the impact of operator interference
考虑到算符之间的干扰,我们提出了一种推导暗物质-核子相互作用有效理论耦合常数保守上限的方法。该方法适用于任何基础,并可方便地推广到任何UV完全模型。为了说明我们的方法,我们使用IceCube的约束来自太阳中的暗物质湮灭的奇异中微子通量推导出保守的上限的暗物质-核子耦合常数的有效理论,以及推导出保守的上限的暗物质-质子和暗物质-中子散射截面。
2021-05-11 hep-ph
Nucleon structure in a light-front quark model consistent with quark counting rules and data
利用u价和d价夸克部分子分布的整体拟合以及欧几里得区域中夸克和核子形状因子的数据,我们推导出了符合夸克计数规则的核子结构的光锋夸克模型。
2015-03-25 hep-ph
Nucleon Structure and Strong Interactions in Dark Matter Capture in Neutron Stars
我们概述了在中子星的暗物质捕获率的大多数评估中缺少的两个重要影响。由于暗物质与恒星中核子的散射涉及大的动量转移,核子结构必须通过强子形状因子的动量依赖性来考虑。此外,由于中子星物质的高密度,我们应该考虑核子相互作用,而不是将核子建模为理想的费米气体。适当地将这些影响被发现抑制暗物质捕获率高达四个数量级的最重的恒星。
2022-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Global fits of simplified models for dark matter with GAMBIT II. Vector dark matter with an $s$-channel vector mediator
本文为具有 s 通道矢量媒介子的简化矢量暗物质模型推导幺正性界限,并利用 GAMBIT 进行全局拟合以正确解释 LHC 丢失能量搜寻,识别出两个与实验约束一致的参数区域。
2023-08-08 hep-ph
Neutralino-nucleon interaction in the Split SUSY scenario of the Dark Matter
作为对暗物质问题的一个应用,我们考虑了轻Higgsino态的分裂超对称性。我们考虑了中性伴子-核子相互作用的结构,计算了中性伴子-核子散射截面。详细分析了最轻电荷伴子和次轻中性伴子的衰变性质。
2009-11-21 hep-ph
Parton Models and the elastic scattering of supersymmetric dark matter off nucleons
在超对称暗物质与核子弹性散射的背景下,研究了味破缺SU(3)f动力学部分子模型的结果.结果表明,该模型的预测显着不同,从那些常用的“标准”部分子模型。最后给出并讨论了动力学部分子模型的一些显著性质。
2009-11-06 hep-ph
Transmon Qubit Constraints on Dark Matter-Nucleon Scattering
本文利用 transmon 量子比特的低能阈值优势,通过计算暗物质诱导的准粒子密度并结合最新实验测量,对 100 MeV 以下的暗物质-核子散射施加了现有最强的实验室限制之一,并展望了未来低准粒子密度器件的探测潜力。
2024-08-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Global Fits of Dirac Dark Matter Effective Field Theories
本文利用 GAMBIT 框架对狄拉克暗物质有效场论进行全局拟合,结合 Planck、直接/间接探测和 LHC 约束,发现暗物质质量低于 100 GeV 时无法同时满足所有约束,而更高质量下仍存在可饱和观测暗物质丰度的有效参数区域。
2022-10-21 astro-ph.CO hep-ph
Constraining anti-baryonic dark matter through correlated nucleon decay signatures
本文研究反重子暗物质诱发的重子数破缺,通过关联单中子与双核子衰变过程,利用二者对暗物质密度依赖的差异,联合约束反重子暗物质的局域密度与质量。
2025-09-29 hep-ph
Global fits of the scalar singlet model using GAMBIT
用希格斯门标量场扩展标准模型是最简单的暗物质理论之一。我们在这里提出的第一个结果,为全球性的适合这个模型使用的全球性和超越SM推理工具(GAMBIT)。该软件能够以统计上一致的方式组合暗物质约束。总共15个参数是不同的,并且使用四种不同的扫描算法探索参数空间。可行的参数空间从以前的研究减少了这个模型,由于包括最新的直接检测约束。
2017-10-06 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter in the Sun: scattering off electrons vs nucleons
积累在太阳中的暗物质(DM)粒子的湮灭可以产生中微子通量,这可能是中微子探测器/望远镜可以探测到的,并且DM弹性散射截面可以被限制。虽然像太阳这样的天体的DM捕获过程通常被认为是由于与核子的相互作用,但也有一些情况下,树级DM与夸克的耦合是不存在的,即使允许与核子的环诱导相互作用,电子的散射可能是主要的捕获机制。我们认为这种可能性和研究的详细计算中微子生产率DM湮灭在太阳(捕获,湮灭和蒸发率)的速度无关和各向同性,速度依赖和各向同性和动量依赖的散射截面DM与电子的相互作用,并将它们与核子的相互作用的情况下得到的结果进行比较。此外,我们改进了通常的计算方法,在三个附录中提供了解析表达式。有趣的是,我们发现在与电子相互作用的情况下,蒸发质量可能低于GeV范围,这取决于太阳DM分布的高速尾部,这将为搜索这种类型的场景打开一个新的质量窗口。
2017-05-15 astro-ph.CO hep-ph
Isospin-violating dark-matter-nucleon scattering via two-Higgs-doublet-model portals
我们表明,在一个多希格斯模型中,其中一个希格斯粒子适合LHC 125 GeV的状态,一个或多个其他希格斯玻色子玻色子可以介导DM-核子相互作用的最大DM同位旋破坏是可能的适当的希格斯-夸克耦合,独立的DM的性质。然后,我们考虑一个明确的例子II型两希格斯双重模型,确定的H或H为125 GeV的状态,而H或H,分别介导DM-核子相互作用。最后,我们表明,如果一个稳定的标量,S,添加,那么它可以是一个可行的轻DM候选人与正确的遗物密度,同时遵守所有的直接和间接的检测限。
2016-09-13 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay Through the Neutron Portal
The University of Melbourne(墨尔本大学)
本文通过中子通道算子重新解释超 Kamiokande 核子衰变搜索,约束暗物质诱导的核子衰变,发现 GeV 级暗物质下有效算子尺度下限为 1 TeV,并讨论未来 Hyper-Kamiokande 搜索前景。
2026-03-27 hep-ph
Impact of vacuum stability, perturbativity and XENON1T on global fits of $\mathbb{Z}_2$ and $\mathbb{Z}_3$ scalar singlet dark matter
标量单重态暗物质是弱相互作用大质量粒子(WIMP)理论最简单、最具预测性的实现形式之一。尽管该模型受到最新实验数据的各个方向的约束,但它仍然具有可行的参数空间区域。标量单态的另一个引人注目的方面是它们稳定电弱真空的能力。事实上,纯量暗物质的模型并不是低能有效的理论,但在普朗克尺度下都是有效的。使用GAMBIT框架,我们提出了第一个全球性的适合,包括低能量的实验约束和理论约束,从紫外物理,考虑模型与一个标量单线带电荷下的$\mathbb{Z}_2$或$\mathbb{Z}_3$对称性。我们表明,如果该模型是满足所有的实验约束,完全稳定的电弱真空高尺度,并保持微扰这些尺度,一个是驱动到一个相对较小的区域的参数空间。这个区域的希格斯-门耦合略小于1,暗物质质量为1至2 TeV,核散射截面约为10 $^{-45}$ cm $^2$,与自旋无关。
2018-10-19 astro-ph.CO hep-ph
On the Suppression of the Dark Matter-Nucleon Scattering Cross Section in the SE$_6$SSM
在最小超对称(SUSY)标准模型(MSSM)的E6启发$U(1)_N$扩展中,单个离散$\tilde{Z}^{H}_2$对称性允许抑制快速质子衰变和非对角味跃迁。如果物质宇称和$\tilde{Z}^{H}_2$对称性被保留,这个超对称模型(SE 4 -6$SSM)可能涉及两个暗物质候选者。在这篇文章中,我们研究了一个新的修改的SE 6SSM中,冷暗物质是由引力子和最轻的中性奇异费米子。我们认为,在这种情况下,暗物质-核子散射截面可以大大小于目前的实验极限。
2022-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay Signals in Mesogenesis
本文研究Mesogenesis中带重子数暗物质诱导核子衰变的新信号,计算其速率并模拟核效应畸变,评估DUNE、Super-Kamiokande和Hyper-Kamiokande的探测灵敏度。
2024-01-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Fast and accurate AMS-02 antiproton likelihoods for global dark matter fits
AMS-02的反质子通量测量提供了有关暗物质性质的有价值的信息,但由于宇宙射线传播模型中存在很大的不确定性,这些信息的解释变得复杂。在这项工作中,我们提出了一个新的框架,有效地边缘化传播的不确定性,以获得强大的AMS-02似然任意暗物质模型。这个框架的三个核心组成部分是:神经模拟器DarkRayNet,它提供了高度灵活的反质子通量预测;似然计算器pbarlike,它执行边缘化,考虑到太阳调制的影响和AMS-02数据的相关性;和全球拟合框架GAMBIT,它允许组合的可能性与广泛的暗物质观测。我们说明了我们的方法,通过提供更新的约束条件的湮灭横截面的WIMP暗物质底夸克,并通过执行一个国家的最先进的全球适合的标量单线态暗物质模型,也包括最近的结果从直接检测和大型强子对撞机。
2023-03-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Improved analysis of moments of F3 in neutrino-nucleon scattering using the Bernstein polynomial method
我们利用最近计算的中微子-核子散射xF_3结构函数矩的次-次-首阶反常维数系数,以及相应的三圈Wilson系数,得到了改进的奇、偶矩QCD预言.为了研究重整化方案依赖性问题,采用了完全重整化群改进(CORGI)方法,通过对RG-可预测标度矩阵的完全重新计算,避免了对重整化或因式分解标度的所有依赖。我们还考虑使用有效电荷的方法进行预测,并与标准的“物理尺度”选择进行比较。采用Bernstein多项式方法,从CCFR合作组的xF_3数据中构造实验矩,该实验矩对实验无法获得的x区域的数据不敏感。对Λ^(5)MSbar(α_s(M_Z))进行直接拟合。用CORGI方法拟合得到α_s(M_Z)=0.119+/-0.002,与世界平均值一致。有效电荷和物理标度拟合给出的值略小,但仍在误差范围内保持一致。
2007-04-17 hep-ph
Nucleon - Light Dark Matter Annihilation through Baryon Number Violation
如果暗物质粒子没有受到离散对称性的保护,那么参与重子数破坏相互作用的暗物质可以与重子湮灭。本文研究了标准模型色三重态扩展中的暗物质-重子湮灭。在标准模型中,费米子暗物质在质子质量附近的小质量范围内是运动学稳定的。我们表明,DM的湮灭与核子可以探测到严格的限制,在大体积的水切伦科夫探测器,如超级Kamionkonde实验,与介质规模$m_Φ$限制到$10^{7}$ GeV。在马约拉纳轻暗物质的情况下,这种约束是较弱的,但接近的幅度从中子-反中子振荡。在狄拉克DM情形下,暗物质-核子湮灭给出的边界比中子衰变寿命的不确定性给出的边界强得多。在DM质量高于$m_p+m_e$的有限范围内,DM核子湮灭束缚可以高于DM在宇宙中稳定性的要求。由于Super-Kamionkonde的严格限制,我们发现它低于目前的实验能力,以间接检测扩散的银河伽马射线和中子星加热中的暗物质-核子湮灭信号。
2018-10-31 hep-ph
Nucleon scattering with higgsino and wino cold dark matter
大多是wino或higgsino的中微子被证明是兼容的,与最近的DAMA年度调制信号。这些暗物质候选者的核子散射率通常比通常考虑的bino高一个数量级。尽管早期宇宙中希格西诺和维诺数密度的热演化表明它们不是暗物质的候选者,但非热源,如引力子或反常介导的超对称性破缺中的模量衰变,表明它们可能是冷暗物质的主要来源。它们在高能对撞机上的隐蔽性更是推动了核子散射探测方法的分析。我们还提出了计算其预测的散射率与锗探测器,这还没有看到WIMP散射的证据。
2001-01-19 hep-ph
Nucleon-nucleon bremsstrahlung of dark gauge bosons and revised supernova constraints
本文利用核子-核子弹性截面直接计算了软辐射极限下核子-核子韧致辐射反应中假想光矢量玻色子的产生率。我们利用这些结果和超新星SN 1987 a中微子的观测结果来推导质量为$\lesssim 200$ MeV的矢量玻色子与电荷(暗光子)或重子数耦合的约束条件。我们建立了第一次强约束LVB耦合只重子数,并修改了早期的暗光子的约束。对于后者,我们发现参数空间的排除区域减少了约10倍。
2016-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
A cancellation mechanism for dark matter-nucleon interaction
我们考虑一个简单的希格斯门暗物质模型,在标准模型中补充了一个复杂的标量,其虚部起着作用的WIMP暗物质(DM)。我们表明,直接DM检测截面消失在树的水平和零动量转移由于取消凭借软破缺对称性。这种取消对任何中介质量都是有效的。因此,我们的电弱尺度暗物质很自然地满足了所有的唯象约束。
2019-02-22 hep-ph
Charged mediators in dark matter scattering with nuclei and the strangeness content of nucleons: Strange Brew
在MSSM的框架下,我们考虑了一种情形,其中暗物质是类双星,而暗物质-核子自旋无关散射是通过交换表现出左右混合的光方块而发生的。我们表明,直接检测实验,如LUX和SuperCDMS将是敏感的一类这样的模型,通过自旋无关的散射。此外,如果散射主要通过希格斯交换发生,这些模型表现出通常不会在MSSM LSP中观察到的性质,例如Isosin破坏。核物理的主要不确定性是核子的夸克含量,特别是奇异含量。
2015-08-23 hep-ph
Studies of Higher Twist and Higher Order Effects in NLO and NNLO QCD Analysis of Lepton-Nucleon Scattering Data on F_2 and R =sigma_L/sigma_T
本文报道了在宽Q^2范围内,从整体非线性光学和非线性光学QCD拟合中提取出对F_2和R = sigma_L/sigma_T的高扭曲贡献。非线性光学拟合需要目标质量和低Q^2时较高的扭转贡献。然而,在NNLO分析中,数据是由NNLO QCD预测(目标质量修正)描述的,而不需要来自更高扭曲效应的任何显着贡献。得到了非线性光学和非线性光学部分子分布函数之间差异的估计。
1999-12-09 hep-ex hep-ph
Dark matter Search and the Scalar Quark Contents of the Nucleon
本文给出了欧洲扭曲质量协作组(ETMC)对核子中轻夸克、奇异夸克和粲夸克含量的格点量子色动力学模拟结果。这些数量是重要的成分,以估计横截面的检测WIMP作为暗物质的候选人。通过采用特殊的格点量子色动力学公式,即扭曲质量费米子,可以得到核子的光和奇异标量含量的精确结果。此外,我们还给出了核子的粲夸克含量的一个界。
2011-11-23 hep-lat hep-ph
Closing the window on $\sim$GeV Dark Matter with moderate ($\sim$$μ$b) interaction with nucleons
本文在DAMIC和XQC实验的基础上,对300 MeV - 100 GeV质量范围内的暗物质在核子上的自旋无关散射截面进行了改进.对于$\approx μ$ b阶的DM-核子截面,假设标准速度分布,我们的结果关闭了以前存在于这个质量范围内的窗口。
2017-12-20 astro-ph.HE hep-ph
Robust Constraints and Novel Gamma-Ray Signatures of Dark Matter That Interacts Strongly With Nucleons
由于屏蔽,直接探测实验在某些情况下对具有非常大的核子散射截面的暗物质候选者不敏感。在本文中,我们重新审视这类模型,并推导出一个简单的分析标准保守,但强大的直接检测限。虽然大的自旋无关的横截面似乎被排除,我们确定潜在的可行的参数空间的暗物质与自旋相关的横截面的范围内的$10^{-27} {\rm cm}^2 < σ_{{\rm DM}-p} < 10^{-24} \, {\rm cm}^{2}$的核子。有了这些参数,宇宙射线与银河系扩展晕中的暗物质的散射可以在银河系高纬度地区产生一种新颖而独特的伽马射线信号。这样的信号可以被费米望远镜或未来的太空伽马射线望远镜观测到。
2018-03-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Baryon Destruction by Asymmetric Dark Matter
我们调查新的和不寻常的信号,出现在理论中的暗物质是不对称的,并进行了净反重子数,可能会发生时,暗物质丰度与重子丰度。反重子暗物质可以通过非弹性散射湮灭可见重子而引起{ \it诱导的核子衰变}。如果在弱尺度下通过新的物理学出现可见区和暗区之间的重子数转移,这些过程将导致地球核子衰变实验中10^{29}-10 ^{32}年的有效核子寿命。诱导核子衰变的可能性激发了一种新的方法,直接探测宇宙暗物质的核子衰变实验。强子对撞机上的单喷流搜索(和相关的签名)也为弱尺度暗物质引起的重子数破坏提供了补充探测。最后,我们讨论了重子破坏暗物质对恒星系统的影响,并表明它可以与现有的观测结果相一致。
2011-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Revisiting Big-Bang Nucleosynthesis Constraints on Dark-Matter Annihilation
我们研究了大爆炸核合成时期的暗物质湮灭对轻元素原始丰度的影响。通过考虑暗物质湮灭产生的反核子以及中子和质子在高能核子非弹性散射中的相互转换反应,改进了轻元素丰度的计算.通过比较原始轻元素丰度的理论预测与最新观测约束,我们得到了暗物质对湮灭截面的上界。并讨论了对某些粒子物理模型的启示。
2015-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Supersymmetric dark matter and neutralino-nucleon cross section
根据最近的实验结果,我们回顾了超对称暗物质的直接探测。特别是,我们表明,在参数空间中的几个超重力方案的区域与中性非核子截面的顺序为$10^{-6}$ pb,即,其中当前的暗物质探测器是灵敏的。这些是具有大的$\tan β$的场景,具有非普适的软超对称性破缺项,具有多TeV质量的标量超伙伴被称为“焦点”超对称性,最后是具有中间统一尺度的场景,这些场景自然地出现在一些超弦结构中。
2001-08-09 hep-ph
Probing sub-GeV mass SIMP dark matter with a low-threshold surface experiment
使用$ν$ -cleus探测器的数据,基于地球表面,我们以强相互作用大质量粒子(SIMPs)的形式对暗物质施加约束,这些粒子通过核尺度的截面与核子相互作用。对于大的SIMP-核子截面,传统的直接暗物质搜索使用地下实验的灵敏度受到SIMP经历的能量损失的限制,这是由于在它们到达探测器设备的途中与岩石覆盖层和实验屏蔽的散射。因此,基于表面的实验对于SIMP搜索是理想的,尽管由于缺乏屏蔽而导致背景大得多。我们表明,使用从最近的表面运行的低阈值低温探测器的SIMP-核子截面的值高达约$10^{-27}$厘米$^2$可以排除SIMP与质量超过100兆电子伏的数据。
2017-11-01 astro-ph.CO hep-ph
Dark gauge boson production from neutron stars via nucleon-nucleon bremsstrahlung
讨论了中子星通过核子-核子韧致辐射的暗规范玻色子辐射。通过对有效场论公式和热效应的严格处理,我们导出了介质中暗规范玻色子与强子的相应耦合。作为一个具体的例子,$U(1)_{\rm B-L}$规范玻色子的情况下,选择调查暗规范玻色子发射率在超新星和冷却的年轻中子星。从恒星冷却的观点出发,我们得到了SN 1987 A超新星中微子信号持续时间和SN 1987 A残骸中致密天体(NS 1987 A)的x射线光度两个观测值对给定规范玻色子质量的$\rm B-L$规范耦合的约束。特别是,从SN 1987 A上的$U(1)_{\rm B-L}$规范玻色子的情况下的约束被重新访问。由于横向偏振的发射而排除的规范耦合比以前的推导提高了一个数量级。也有一个新排除的参数空间,由于纵向偏振的发射。
2022-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Global fits of simplified models for dark matter with GAMBIT I. Scalar and fermionic models with s-channel vector mediators
本文利用GAMBIT对通过s通道矢量媒介子与夸克耦合的标量和费米子暗物质简化模型进行全局拟合,发现LHC单喷注超出和遗迹密度限制偏好暗物质质量约为媒介子一半的共振区域,并揭示了矢量与轴矢量耦合带来的竞争性约束。
2023-08-08 hep-ph
New experimental constraints on polarizability corrections to hydrogen hyperfine structure
我们提出了一个国家的最先进的评价极化率修正-非弹性核子修正-氢基态超精细分裂使用解析拟合的最新数据。我们找到一个值$Δ_{\rm pol} = 1.3 \pm 0.3$ ppm。这比用超精细分裂数据和从现代形状因子拟合得到的弹性核子修正推导出的$Δ_{\rm pol}$值小1- 2 ppm。
2006-05-18 hep-ph
Effective Theories for Dark Matter Nucleon Scattering
基于有效场论方法,重新推导了暗物质-核子散射截面的计算公式。我们假设散射是由有色介质的交换引起的,并通过积分出有色粒子来构造有效的理论。给出了所有的首阶匹配条件和重整化群方程。我们认为马约拉纳费米子,和真正的标量和矢量玻色子的暗物质,并显示每种情况下的结果。本文详细讨论了扭转2算符的处理方法,指出计算其核子矩阵元的标度不必是强子标度。的QCD修正的影响进行评估的假设,有色介质的质量比电弱标度重得多。我们的配方是系统的和模型无关的,因此适合于在数值软件包,如micrOMEGAs和DarkSUSY。
2015-05-11 hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay: Model and Signatures
如果暗物质(DM)带有反重子数,则DM粒子可以通过翻转到反DM而与核子湮灭。受Hylogenesis模型的启发,我们引入了一个单组分DM模型,其中DM是不对称的,并且携带B和L为-1/2。它可以与一个核子湮灭为一个反轻子和一个反DM,也可以与一个附加介子湮灭为次领先级。这种信号可以在质子衰变实验中观察到。如果DM在太阳中被捕获,DM引起的核子衰变可以产生大通量的反中微子,这可以在中微子实验中观察到。此外,反DM粒子在最终状态下获得了相对较大的动量(几百MeV),并逃离了太阳。这些快速移动的反DM粒子也可以在各种地下实验中引发有趣的信号。
2014-02-25 hep-ph
Hints of Entanglement Suppression in Hyperon-Nucleon Scattering
该研究从量子信息视角探究超子-核子散射的自旋纠缠抑制现象,发现奇异数S=-1的多数味道存在类似np散射的纠缠抑制迹象,仅Σ+p道结论存疑,还提出了相应量子可观测量以解决拟合分歧。
2024-08-16 hep-ex hep-ph nucl-ex
Supersymmetry vis-à-vis Observation: Dark Matter Constraints, Global Fits and Statistical Issues
弱尺度超对称性是粒子物理学标准模型之外最受欢迎的理论之一,它优雅地解决了粒子物理学和宇宙学中的各种理论和观测问题。在这篇论文中,我描述了超对称性的理论基础,它可以解决的问题和具体的超对称模型,被广泛应用于唯象学研究。我将讨论如何超对称模型的预测可以与观测数据从对撞机和宇宙学。我为什么超对称参数的直接和间接搜索粒子暗物质的约束在这方面特别感兴趣。费米卫星对天体物理源,特别是矮球状星系的伽马射线观测,以及未来吨级直接探测实验记录核反冲事件和能量,都表明为寻找超对称暗物质和估计超对称参数提供了强有力的工具。我讨论了一些主要的统计问题,在超对称的全球适合实验数据。特别是,我进一步证明,现有的先进扫描技术可能无法正确映射的参数空间的统计特性,即使是最简单的超对称模型。提出了基于遗传算法的互补扫描方法。
2011-11-03 astro-ph.CO hep-ph physics.data-an
Nucleon Decay into Dark Sector
亚GeV暗扇区费米子X可以发生由高尺度物理引起的重子数违反相互作用,导致核子衰变为X +介子和中子-> X +光子。这样的过程可以模拟包含中微子的标准搜索模式,但具有不同的运动学,可能已经逃脱了检测。如果由光矢量Z_d介导的暗力作用于X,则取决于参数,中子-> X + Z_d可能是重要的。在典型情况下,Z_d衰减为l^+l^-,其中l=e,μ,具有单位阶分支分数。核子衰变搜索可能会发现新的暗态,否则无法获得,由于它们与普通物质或宇宙丰度的耦合可以忽略不计。
2015-01-08 hep-ex hep-ph
AMS-02 fits Dark Matter
在这项工作中,我们进行了全面的统计分析的AMS-02电子,正电子通量和反质子比的背景下,一个简化的暗物质模型。我们包括已知的,标准的天体物理源和宇宙射线注入光谱中的暗物质成分。为了预测AMS-02观测值,我们使用从观测到的重核通量和AMS-02数据的低能部分提取的传播参数。我们假设暗物质粒子是一个马约拉纳费米子耦合到第三代费米子通过自旋0介体,并湮灭到多个通道一次。各种湮灭通道的同时存在为暗物质模型提供了额外的灵活性,这使我们能够使用简单的粒子物理模型和相干的天体物理假设同时拟合所有宇宙射线光谱。我们的结果表明,AMS-02观测不仅与暗物质假设的不确定性是一致的,但增加了暗物质的贡献,提高了拟合的数据。然而,假设暗物质是唯一负责这种改进的拟合,这是很难逃避最新的CMB限制在这个模型。
2016-05-10 hep-ph